JPS6197599A - 放射性廃棄物用密閉材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明は、放射性廃棄物の池中埋設処分の際に使用さ
れる密閉材料に関する。 〔従来技術〕 原子炉等ｎ１ら排出される低レベルの放射性廃棄物の処
分方法として、地中に埋設する方法が提案されている。 この方法は、低レベル廃棄物を圧縮してステンレス鋼製
のドラム缶に充填密封する。 そして、このドラム缶を、地中に構築されたコンクリー
トａの埋設ビット内に収容し、粘土系の密閉材料で埋め
もどすものである。 したがって、この処分方法に使われる上記密閉材料には
次のような性能が要求される。 ■　止水性 地下水、雨水等が埋設ピットのクラック等から浸入し、
密閉材料を透過してドラム缶を腐食せしめ、この結果内
容物の放射性廃棄物が漏出することが想定される。七の
ため、密閉材料は可及的に低透水係数であることが必要
である。具体的には　＠水力配置０υ透水条件で０．５
ｍ厚の密閉材料を浸透水が透過するに要する時間′Ｉｋ
：１００年確保するとすれば、透水係数は１．６Ｘ１０
−８ｃｍ／ｓｅｃ以・下とする必要がある。 ＠　吸着性 仮に、ドラム缶内の放射注核撞が全量放出されたとして
も、密閉材料に十分な吸着能力があれば、これらはすべ
て密閉材料にｅ、７ｆｊｔされ、埋設ビット外への漏出
は防止できる。よって、密閉材料には吸着性が必要であ
り、その吸着能力（容Ｊｔ）も大きいものが望まれる。 具体的には密閉材料の陽イオン交換容量

〔発明の目的〕

この発明はこのような要求性能を満足する密閉材料を提
供することを目的とするものである。 〔発明の構成〕 この発明の放射註廃菓物用密閉材料はスメクタイト系粘
土５〜９０重量係とその５〜１００重量％の水と硼砂１
０〜９５’Ｊ（量チとン混蛯したもの。 スメクタイト系粘土１〜ｃ＋ｓ貞ｍ％とその５〜１００
重量％の水と鋳物廃巣砂５〜９９冨量チとを混線したも
の及びそれぞれに酸化マグネシウム１〜１０よｔチを加
えたものであるう スメクタイト系粘土（以下、スメクタイト粘土と云う。 ）は、ベントナイトで代表される高い止水性、吸Ｓ注を
有する粘土である。このスメクタイト粘土はその水分量
が５〜１００ｔ＋ｆｔチに調節されたうえ、使用に供さ
れる。ここで云う水分波とは水の京ｔｖスメクタイト粘
土のｔｔで除し之１Ｋに１００を乗じた１［に云う。こ
れらの限定は水分量が５車量チ未満では水分量が少なす
ぎて、硼砂などとの混線後の成形が不可能となり、１０
０点量チを越えると水分が過剰でスメクタイト粘土が粘
液状となり硼砂なととの混線が困難となるからである。 このスメクタイト粘）土には硼砂または鋳物廃棄砂が加
えられる。ｖ５物廃ス砂は、鋳物工場で用いられる鋳物
砂の使い古された廃棄物（廃砂］であり１通常硼砂を主
成分としこれに１〜１０亜駄−の連結能力？７Ｎするベ
ントナイト（スメクタイト粘土］が含まれるものである
。 スメクタイト粘土と硼砂と？混合するものでは。 その混合比はスメクタイト粘土が５〜９０点ＩＩＩｋｓ
とされる。スメクタイト粘土が５冨量チ未満では硼砂が
多くなりすぎ、スメクタイト粘土の止水性、吸Ｍ注が大
さく低減し、所期の目的とする効果が得られなくなる。 また、スメクタイト粘土が９０屯址チを越えると、性能
面には問題のないもののコストの高いスメクタイト粘土
が予備となり、得られる密閉材料の単価が爾くなって、
経済的に不利となる。 また、スメクタイト粘土と鋳物廃棄砂と？：混合するも
のでは、その混合比はスメクタイト粘土が１〜９５曳量
チとされる。鋳物廃棄砂には上述のように元々ベントナ
イトが混入しているので、スメクタイト粘土の比率を硼
砂な混合するものに比べて低くしても要求＃！Ｐ注を膚
２丁ことができるからである。セしてスメクタイト粘土
が１重量％未満では同様にＦＦｒ期の効果が得られず、
９５ポ破ＳＶ越えると同僚にコスト的に不利となる。 さらに、これら混合物には必要に応じて酸化マグネシウ
ム（ｒＶ　ｇ　Ｏ）を１０瓜量％を限度として加えるこ
とができる。酸化マグネシウムはスメクタイト粘土の止
水性を向上させるもので、σ水時スメクタイト粘土は酸
比マグネシウムによりゲル化した透水性の低い状態とな
り、得られる密閉材料の止水性向上に寄与する。酸化マ
グネシウムは１０重量％を越えて加えることもできるが
、コスト的に不利となり、通常は１０爪量チ程度までと
される。 このような混合物は鋳物工場や農薬工場で用いられる混
線機械によって十分混練され１本発明の密閉材料とされ
る。かクシ１得られた密閉材料はやや湿潤した砂まじり
の粘土状であり、これを締固めることにより、緊密に固
化する。 そして、この密閉材料は埋設ピット内でのドラム缶埋設
の埋めもどしに使用されることになるが、埋めもどし後
の加圧が必要となるうすなわち、埋設ビット内に直かれ
にドラム缶の上方に千５＋量の密閉材料を投入し、敷き
均した後、ロードローラや撮動ローラなどの幡固め機械
を用い【十分締め固めることが必要である。この締固め
の際の加圧力は少なくとも１０　ｋ　ｇ　／ｃｄ以上は
必要であり。 好ましくは３０　ｋ　ｇ　／ｃｒｄ以上、１００ｋｇ／
ｃ＋ｊ程度が良好である。エアージェットによる吹付は
充填によっても所定の締固めが可能である。 かくして、放射注廃棄吻が充填されたドラム缶は、密閉
材料中に埋設され、これによって密閉保′ｆされること
になる。 〔作用〕 このような密閉材料にあっては、止水性の高いスメクタ
イト粘土を用いているので、１，６Ｘ１０−８Ｃｍ　／
ｓｅｃｓｅｃ以下透水係数を有するものとなり。 水の浸透を効果的に阻止し、ドラム缶の腐食を防止する
。 また、スメクタイト粘土は陽イオン父換答祉が大きいの
で、密閉材料は旨い吸着性を示し、仮にドラム缶から放
射注核撞が漏出してもこれを完全にａＣ＋、、外部への
漏出化抑止する。 さら歇、密閉材料を埋めもどし、締固めたものは、高い
力学的強度？発揮し、−軸圧縮強度は１　ｋ　ｇ／ｃｄ
以上となり、十分ドラム缶の重電に耐えるものとなる。 またさらに、鋳物廃棄砂を用いるものは、産業廃棄物の
有効利用と７より、密閉材料の！Ｒ造ココスト低減に寄
与するっ 〔実施例〕 第１表に不発明の密閉材料の配合例とその特注１１１示
す口 第１表より、この発明の密閉材料は賛求品貞をすべて満
足することがｎかる。 次に１本発明り密閉材料の透水係数の経時変化について
検討した。試料として水分量３５恵皮チのベントナイト
２０嵐ｉチと鋳物廃棄砂８０点量悌との混線物を用い、
゛厚さ４ｍｍの試片に絢固め圧力１００　ｋ　ｇ、／ｃ
ａｌで成形した。密反は１．５９ｇＡイ、水頭圧１０ｋ
ｇｆ／ｃ−とした。結果を図面のグラフに下す。 このグラフｎ・ら透水係数は、常に１，６Ｘ１０’ｃｍ
　／　ｓｅｃ以下であり、優れた止水ａを有することが
わかる。 〔発明の効果〕 この発明の密閉材料は、止水性、吸眉注の高いスメクタ
イト粘土に硼砂もしくは鋳物廃棄砂を特定量配合してな
るものであるので、ｄｉ水係数が低（、水の浸入を防止
し、放射註廃菓物の入ったドラム缶の腐食を防止すると
ともに万一ドラム缶内の放射注核櫨が漏出してもこれを
すべて吸着し、外部に漏出することがない。また、締固
めにより十分な力学的強度を発揮し、ドラム缶のａｔに
十分耐えることができる。さらに、ｉ＃物廃菓砂を使用
するものでは、産業廃業物の有効利用とコスト低減に寄
与する。またさらに、酸化マグネシウム％：ｆＡ加すれ
ば、エリ一層上水性が向上し、信頼性の高い密閉材料と
なる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の密閉材料の透水係数の経時変化を示すグ
ラフである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）スメクタイト系粘土５〜９０重量％とその５〜１
   ００重量％の水と珪砂１０〜９５重量％とをを混練して
   なる放射性廃棄物用密閉材料。
2. （２）スメクタイト系粘土１〜９５重量％とその５〜１
   ００重量％の水と一鋳物廃棄砂５〜９９重量％とを混練
   してなる放射性廃棄物用密閉材料。
3. （３）スメクタイト系粘土５〜９０重量％とその５〜１
   ００重量％の水と珪砂１０〜９５重量％と酸化マグネシ
   ウム１〜１０重量％とを混練してなる放射性廃棄物用密
   閉材料。
4. （４）スメクタイト系粘土１〜９５重量％とその５〜１
   ００重量％の水と鋳物廃棄砂５〜９９重量％と酸化マグ
   ネシウム１〜１０重量％と化混練してなる放射性廃棄物
   用密閉材料。